機械的な換気のない教室における遠紫外線と空気清浄技術のCFD評価

科学分野:

• 室内の空気の質と公衆衛生
• 光触媒と消毒技術
• 計算式流体力学 (CFD) モデリング

背景:

• 空気中の病原菌の伝播は クラスルームのような空気がよくない 占有されたスペースで重大なリスクをもたらします
• 遠紫外線 (far-UVC) 光と空気清浄剤は,空気中の病気の拡散を緩和するための潜在的な解決策です.
• これらのシステムの配置と性能を最適化することは 効果的な病原体制御に不可欠です

研究 の 目的:

• クラスの環境で様々な遠紫外線システムと空気清浄器の消毒効率を評価し比較する.
• 遠紫外線システムに関連したオゾン (O3) 形成とその緩和を評価する.
• 空気浄化器の必要なクリーンエア・デリバリー・レート (CADR) を決定し,露出量を大幅に削減する.

主な方法:

• 空気流,病原体分散,汚染物質濃度をモデル化するために計算式流体力学 (CFD) シミュレーションを使用した.
• 天井,上階,壁に設置された遠紫外線システムの異なる構成をシミュレートしました.
• 様々な空気清浄器の設置を評価し,炭素フィルターのオゾン除去への影響を評価した.

主要な成果:

• 天井に設置された遠紫外線システムは,他の構成と比較して優れた病原体減少 (最大30%の効果) を示しました.
• 遠紫外線システムは,呼吸ゾーンのオゾン濃度を0. 1~0. 6ppb増加させた.
• 天井に設置された空気清浄機が最も効果的であり,他の場所よりも最大20%の曝露を減少させました.曝露を50%以上減らすには少なくとも1020 m3 h−1のCADRが必要です.
• 炭素フィルターはオゾンへの曝露を30%まで減少させました

結論:

• 遠紫外線システムの配置を最適化し,特に天井に設置された構成は病原体制御を強化します.
• 紫外線消毒の利点と オゾン副産物の発生の可能性のバランスを取ることは 教室の安全性にとって極めて重要です
• 空気清浄器の性能は配置に大きく依存し,暴露を大幅に減らすために適切なCADRが必要です.